RU197094U1

RU197094U1 - Thermoelectric car heater module

Info

Publication number: RU197094U1
Application number: RU2019142798U
Authority: RU
Inventors: Евгений Евгеньевич Кузнецов; Сергей Васильевич Щитов; Алексей Иванович Гончарук; Александр Викторович Кучер; Александр Александрович Шуравин; Андрей Владимирович Канунников; Михаил Александрович Авняв; Артем Николаевич Щитков
Priority date: 2019-12-17
Filing date: 2019-12-17
Publication date: 2020-03-30

Abstract

Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для подогрева и поддержания оптимальной температуры рабочих жидкостей, а также стабильного запуска двигателей внутреннего сгорания. Термоэлектрический автомобильный подогревающий модуль выполнен в виде комплекса, объединенного электрической сетью и включающего энергоблок, монтируемый на выхлопной трубе глушителя автомобиля, состоящий из батареи термоэлектрических модулей Пельтье, соединенных последовательно и закрепленных клеевым составом двухрядно на внешних плоскостях установочной муфты, выполненной в виде тонкостенной алюминиевой трубы квадратного сечения, при этом установочная муфта располагается внутри охладителя, имеющего вид тонкостенной алюминиевой трубы квадратного сечения большего диаметра с краевыми монтажными отверстиями, на один из углов которого методом аргонной сварки вварена ветронаправляющая плоскость в виде однотаврового алюминиевого швеллера, преобразователя напряжения, тягового щелочного аккумулятора, контроллера с таймером, двух электронагревательных элементов с внешним теплоизолирующим слоем, один из которых закреплен на блоке цилиндров двигателя, а другой на емкости с рабочей жидкостью для дополнительных узлов и агрегатов автомобиля. Полезная модель обеспечивает повышение энергоотдачи, а также восполнение затраченной на работу электрической энергии за счет излучаемой энергии выхлопных газов двигателя. 2 ил.The utility model relates to devices designed to heat and maintain optimal temperature of working fluids, as well as the stable start of internal combustion engines. The thermoelectric automobile heating module is made in the form of a complex connected by an electric network and including a power unit mounted on the exhaust pipe of a car silencer, consisting of a battery of Peltier thermoelectric modules connected in series and secured by adhesive in two rows on the outer planes of the installation sleeve, made in the form of a thin-walled square aluminum pipe sections, while the mounting sleeve is located inside the cooler, having the form of a thin-walled aluminum larger diameter square tubes with boundary mounting holes, one of the corners of which is wind-guided in the form of a single-section aluminum channel, a voltage converter, a traction alkaline battery, a controller with a timer, two electric heating elements with an external heat-insulating layer, one is fixed by an argon welding method on the engine block, and the other on the tank with the working fluid for additional components and assemblies of the car. The utility model provides increased energy efficiency, as well as replenishment of the electrical energy expended on the operation due to the radiated energy of the exhaust gases of the engine. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к транспорту, а именно к дополнительно устанавливаемым устройствам, предназначенным для подогрева и поддержания оптимальной температуры рабочих жидкостей дополнительных узлов и агрегатов, а также стабильного запуска двигателей внутреннего сгорания при использовании в условиях низких температур окружающей среды в целях повышения их надежности, долговечности и работоспособности.The utility model relates to transport, namely to additionally installed devices designed to heat and maintain optimal temperature of working fluids of additional units and assemblies, as well as to stable start of internal combustion engines when used in low ambient temperatures in order to increase their reliability, durability and health.

Известно устройство для разогрева масла (патент РФ №2006598 МКИ F01M 5/00), содержащее установленный на днище поддона картера ДВС под маслоприемником электрический нагреватель, корпус которого выполнен в виде пары горизонтальных пластин из теплостойкого электроизоляционного материала, между которыми размещена тонкая лента с подводящими и отводящим электродами и предохранительными вставками со стыковыми паяными швами, в верхней пластине выполнены сквозные окна для обеспечения непосредственного контакта масла с нагревательным элементом - тонкой лентой.A device for heating oil is known (RF patent No.2006598 MKI F01M 5/00) containing an electric heater mounted on the bottom of the engine crankcase under the oil receiver, the housing of which is made in the form of a pair of horizontal plates of heat-resistant electrical insulation material, between which a thin tape with supply and through electrodes and safety inserts with butt soldered seams, through windows are made in the upper plate to ensure direct oil contact with the heating element - t nkoya people tape.

Недостатком данного устройства является необходимость встраивания устройства в поддон картера двигателя, большое количество задействованных узлов и деталей, невозможность восполнения затраченной на работу электрической энергии за счет излучаемой тепловой энергии двигателя.The disadvantage of this device is the need to embed the device in the engine crankcase, a large number of involved components and parts, the inability to replenish the electrical energy expended in the operation due to the radiated thermal energy of the engine.

Известно устройство - термоэлектрический подогреватель для двигателя внутреннего сгорания, содержащий термоэлектрические модули Пельтье, установленные на наиболее нагреваемых зонах корпуса двигателя внутреннего сгорания и подключенные электрическими проводами к контроллеру с таймером и конденсатором, электронагревательный элемент, закрепленный на корпусе и поддоне картера двигателя (патент РФ №185324 МКИ F01M 5/00, взято за прототип)A device is known - a thermoelectric heater for an internal combustion engine, containing Peltier thermoelectric modules installed on the most heated areas of the internal combustion engine housing and connected by electric wires to the controller with a timer and a condenser, an electric heating element mounted on the housing and the oil pan (RF patent No. 185324 MKI F01M 5/00, taken as a prototype)

Недостатком данного устройства является невысокая энергоотдача в связи с отсутствием преобразователя напряжения, установкой элементов Пельтье непосредственно на корпусе двигателя и слабым охлаждением элемента, высокая стоимость конденсатора.The disadvantage of this device is the low energy efficiency due to the lack of a voltage converter, the installation of Peltier elements directly on the motor housing and poor cooling of the element, the high cost of the capacitor.

Технической задачей полезной модели является подогрев и поддержание оптимальной температуры рабочих жидкостей дополнительных узлов и агрегатов автомобиля при эксплуатации, стабильный запуск двигателя внутреннего сгорания при использовании в условиях низких температур окружающей среды, высокие параметры энергоотдачи, а также возможность восполнения затраченной на работу электрической энергии за счет излучаемой тепловой энергии выхлопных газов двигателя.The technical task of the utility model is heating and maintaining the optimum temperature of the working fluids of additional vehicle components and assemblies during operation, the stable start of the internal combustion engine when used in low ambient temperatures, high energy transfer parameters, and the possibility of replenishing the electrical energy expended on the work due to the radiated thermal energy of engine exhaust.

Техническим решением задачи является создание термоэлектрического автомобильного подогревающего модуля, способного при простоте изготовления и высоких параметрах энергоотдачи осуществить подогрев и поддержание оптимальной температуры рабочих жидкостей узлов и агрегатов автомобиля при эксплуатации, способствовать стабильному запуску двигателя внутреннего сгорания при использовании в условиях низких температур окружающей среды, имеющего возможность восполнения затраченной на работу электрической энергии за счет излучаемой тепловой энергии выхлопных газов двигателя, а, следовательно, повышающего их надежность, долговечность и работоспособность.The technical solution to the problem is to create a thermoelectric automobile heating module capable of heating and maintaining the optimum temperature of the working fluids of vehicle components and assemblies during operation with ease of manufacture and high energy transfer parameters, contributing to the stable start of the internal combustion engine when used in low ambient temperatures, which has the ability replenishment of electric energy expended on work due to radiated heat oic energy engine exhaust gases, and hence enhancing the reliability, durability and performance.

Поставленная задача достигается тем, что термоэлектрический автомобильный подогревающий модуль выполнен в виде комплекса, объединенного электрической сетью, и включающего энергоблок, монтируемый на выхлопной трубе глушителя автомобиля, состоящий из батареи термоэлектрических модулей Пельтье, соединенных последовательно и закрепленных клеевым составом двухрядно на внешних плоскостях установочной муфты, выполненной в виде тонкостенной алюминиевой трубы квадратного сечения, при этом установочная муфта располагается внутри охладителя, имеющего вид тонкостенной алюминиевой трубы квадратного сечения большего диаметра с краевыми монтажными отверстиями, на один из углов которого методом аргонной сварки вварена ветронаправляющая плоскость в виде однотаврового алюминиевого швеллера, преобразователя напряжения, тягового щелочного аккумулятора, контроллера с таймером, двух электронагревательных элементов с внешним теплоизолирующим слоем, один из которых закреплен на блоке цилиндров двигателя, а другой на емкости с рабочей жидкостью для дополнительных узлов и агрегатов автомобиля.The task is achieved in that the thermoelectric automobile heating module is made in the form of a complex, connected by an electrical network, and includes a power unit mounted on the exhaust pipe of a car silencer, consisting of a battery of Peltier thermoelectric modules connected in series and secured by adhesive in two rows on the outer planes of the mounting sleeve, made in the form of a thin-walled aluminum pipe of square cross section, while the installation sleeve is located inside to cool For the shape of a thin-walled aluminum pipe of a square cross section of a larger diameter with boundary mounting holes, one of the corners of which is wind-guided in the form of a single-section aluminum channel, a voltage converter, a traction alkaline battery, a controller with a timer, two electric heating elements with an external heat insulating element, are welded by argon welding a layer, one of which is mounted on the engine block of the engine, and the other on the container with the working fluid for additional units and assemblies Car comrade.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема термоэлектрического автомобильного подогревающего модуля, на фиг. 2 изображен профильный вид энергоблока термоэлектрического автомобильного подогревающего модуля.In FIG. 1 is a circuit diagram of a thermoelectric automobile heating module; FIG. 2 shows a profile view of a power unit of a thermoelectric automobile heating module.

Термоэлектрический автомобильный подогревающий модуль выполнен в виде комплекса, объединенного электрической сетью, и включающего энергоблок 1, монтируемый на выхлопной трубе глушителя автомобиля, состоящий из батареи термоэлектрических модулей Пельтье 2, соединенных последовательно и закрепленных клеевым составом двухрядно на внешних плоскостях установочной муфты 3, выполненной в виде тонкостенной алюминиевой трубы квадратного сечения, при этом установочная муфта 3 располагается внутри охладителя, имеющего вид тонкостенной алюминиевой трубы 4 квадратного сечения большего диаметра с краевыми монтажными отверстиями 5, на один из углов которого методом аргонной сварки вварена ветронаправляющая плоскость 6 в виде однотаврового алюминиевого швеллера, преобразователя напряжения 7, тягового щелочного аккумулятора 8, контроллера 9 с таймером, двух электронагревательных элементов 10 и 11 с внешним теплоизолирующим слоем, при этом элемент 10 закреплен на блоке цилиндров 12 двигателя 13, а другой элемент 11 на емкости 14 с рабочей жидкостью для дополнительных узлов и агрегатов автомобиля.The thermoelectric automobile heating module is made in the form of a complex connected by an electric network, and includes a power unit 1 mounted on the exhaust pipe of a car silencer, consisting of a battery of Peltier thermoelectric modules 2 connected in series and secured by adhesive in two rows on the outer planes of the mounting sleeve 3, made in the form thin-walled aluminum pipe of square cross section, while the installation sleeve 3 is located inside the cooler, having the form of a thin-walled aluminum a larger diameter 4 square pipe with mounting holes 5, one of the corners of which is wind-guided plane 6 in the form of a single-section aluminum channel, a voltage converter 7, a traction alkaline battery 8, a controller 9 with a timer, two electric heating elements 10 and two are heated by argon welding. 11 with an external heat-insulating layer, while the element 10 is mounted on the cylinder block 12 of the engine 13, and the other element 11 on the tank 14 with the working fluid for additional nodes and units mobile.

Устройство работает следующим образом:The device operates as follows:

При запуске и работе автомобиля происходит нагрев отработавшими газами двигателя выхлопной трубы глушителя и внутренней поверхности установочной муфты энергоблока 1 с закрепленными элементами Пельтье 2, охлаждение элементов Пельтье 2 производится внешней температурой и потоком воздуха, производящего обдув охладителя, имеющего вид тонкостенной алюминиевой трубы 4, при движении автомобиля, при этом электрическая энергия, вырабатывая элементами Пельтье 2, проходя через преобразователь напряжения 7 поступает для зарядки тягового щелочного аккумулятора 8, что позволяет своевременно восполнять затрачиваемую энергию, и далее направляется контроллером 9 с таймером на один из электронагревательных элементов 10 или 11, выполняя работу по подогреву и поддержанию оптимальной температуры рабочих жидкостей дополнительных узлов и агрегатов автомобиля при эксплуатации методом передачи тепловой энергии и нагрева емкости 14 с рабочей жидкостью, или давая возможность провести стабильный запуск двигателя внутреннего сгорания при использовании в условиях низких температур путем предпускового разогрева блока цилиндров 12 двигателя 13.When starting up and operating the car, the exhaust gas of the muffler exhaust pipe and the internal surface of the installation clutch of the power unit 1 are heated with Peltier elements 2 fixed, the Peltier elements 2 are cooled by external temperature and air flow, which blows the cooler, which has the form of a thin-walled aluminum pipe 4, when moving vehicle, while electrical energy, generating Peltier elements 2, passing through a voltage converter 7 is supplied to charge the traction alkaline about the battery 8, which allows you to timely replenish the energy expended, and then sent by the controller 9 with a timer to one of the electric heating elements 10 or 11, performing work on heating and maintaining the optimum temperature of the working fluids of the additional components and assemblies of the vehicle during operation by transferring heat and heat containers 14 with a working fluid, or making it possible to carry out a stable start of the internal combustion engine when used in low temperatures by pre USKOVA heating cylinder unit 12, 13th.

При этом контроллер 9 при помощи программирования таймера способен осуществлять отбор электроэнергии от тягового щелочного аккумулятора 8 в зависимости от необходимости выполняемой работы и времени готовности автомобиля к эксплуатации.In this case, the controller 9 with the help of timer programming is able to carry out the selection of electricity from the traction alkaline battery 8, depending on the need for the work performed and the time the vehicle is ready for operation.

Наличие в предлагаемой схеме устройства преобразователя напряжения при входном напряжении 0,8 вольт, позволяет снять с его выхода фиксированное напряжение 3,3 или 5 вольт, или изменяемое от 1,8 до 5,5 вольт, что значительно превышает параметры действующего прототипа.The presence in the proposed device circuit of the voltage converter with an input voltage of 0.8 volts allows you to remove from its output a fixed voltage of 3.3 or 5 volts, or variable from 1.8 to 5.5 volts, which significantly exceeds the parameters of the current prototype.

При отсутствии необходимости предварительного разогрева двигателя, подогрева и поддержания оптимальной температуры рабочих жидкостей водителем отключается контроллер 9 с таймером и энергоблок 1 работает на заряд тягового щелочного аккумулятора 8.If there is no need to preheat the engine, preheat and maintain the optimum temperature of the working fluids, the controller 9 with a timer is turned off by the driver and the power unit 1 works to charge the traction alkaline battery 8.

При наступлении теплого времени года термоэлектрический автомобильный подогревающий модуль демонтируется.When the warm season arrives, the thermoelectric automobile heating module is removed.

Использование данной полезной модели, при ее невысокой стоимости, простоте изготовления и высокой надежности, реализации восполнения затраченной на работу электрической энергии за счет излучаемой тепловой энергии выхлопных газов двигателя, удобстве в обслуживании и эксплуатации, позволит осуществить подогрев и поддержание оптимальной температуры рабочих жидкостей узлов и агрегатов автомобиля при эксплуатации, способствовать стабильному запуску двигателя внутреннего сгорания при использовании в условиях низких температур окружающей среды, повысить надежность, долговечность и работоспособность машин, что приведет к экономии энергозатрат и увеличит экономический эффект от его применения в сельском хозяйстве.The use of this utility model, at its low cost, ease of manufacture and high reliability, the implementation of the replenishment of the electric energy expended on the work due to the radiated heat energy of the exhaust gases of the engine, the ease of maintenance and operation, will allow heating and maintaining the optimum temperature of the working fluids of units and assemblies the car during operation, to contribute to the stable start of the internal combustion engine when used in low temperature environments environment, increase the reliability, durability and performance of machines, which will lead to energy savings and increase the economic effect of its use in agriculture.

Claims

A thermoelectric automobile heating module containing Peltier thermoelectric modules, a controller with a timer, an electric heating element, characterized in that it is made in the form of a complex connected by an electric network and including a power unit mounted on the exhaust pipe of a car silencer, consisting of a battery of Peltier thermoelectric modules connected in series and fixed by adhesive in two rows on the outer planes of the installation sleeve, made in the form of a thin-walled aluminum tr a square section, while the installation sleeve is located inside the cooler, having the form of a thin-walled aluminum pipe of a square cross section of a larger diameter with edge mounting holes, one of the corners of which is wind-guided in the form of a single-section aluminum channel, a voltage converter, a traction alkaline battery, is welded by argon welding a controller with a timer, two electric heating elements with an external heat-insulating layer, one of which is fixed to the cylinder block for engine, and the other on the tank with the working fluid for additional components and assemblies of the car.